高原山區大跨徑懸索橋施工關鍵技術研究

沈 裕

(南通公路事業發展中心，江蘇 南通 226000)

1 大跨徑懸索橋施工關鍵技術

1.1 主塔、錨碇大體積混凝土施工關鍵技術

主塔和錨碇的施工，要重視大體積混凝土的水化熱問題。針對主塔和錨碇大體積混凝土，應提前采用MIDAS/FEA有限元分析軟件計算水化熱，對大體積混凝土水化熱進行理論分析，并制定詳細的施工工藝文件和處置方案，在施工過程中隨時監測，將理論值和實測值的對比分析，嚴格控制大體積混凝土內外溫差，以免發生溫差過大引起混凝土內部開裂。

1.2 鋼箱梁制作關鍵技術研究

為確保鋼箱梁成橋橫向線形達到設計的要求。采用MIDAS/FEA有限元分析軟件對鋼箱梁在自重作用下，每片鋼箱梁橫向跨中撓度進行計算。在鋼箱梁的焊接過程中，給予鋼箱梁一定的橫向預拱度，為現場施工提供指導性的建議。

同時對鋼箱梁現場焊接拼裝質量需要嚴格管控，包括焊縫質量控制、焊縫變形控制、拼裝精度控制等。

1.3 貓道架設施工控制技術

貓道施工精度及質量對后續施工精度控制影響重大，貓道施工關鍵工藝及施工安全控制技術需要在施工前提前研究。在貓道架設過程中，塔頂較大不平衡力，對主塔的質量有較大的不利影響。為保證貓道架設過程中主塔的質量，采用MIDAS/CIVIL有限元分析軟件，計算塔頂不平衡力限值，給予現場施工提供參考性的建議。

1.4 主纜纜索施工關鍵技術

主纜各索股無應力長度采用MIDAS/CIVIL有限元分析軟件和懸索橋主纜線形計算系統相結合進行計算。大跨徑懸索橋空纜線形控制，應采用懸索橋主纜線形計算系統計算本橋空纜各跨跨中標高值，給予現場施工指導性建議。

1.5 有限場地條件下現場鋼箱梁存放場地布置方案研究

鑒于高原山區大橋施工現場的特殊環境，鋼箱梁需要現場進行節段匹配制造及預拼裝，涂裝工作。而現場的施工場地非常有限，必須進行鋼箱梁現場場地布置規劃并進行鋼箱梁加工進度計劃研究，方便施工順利進行和保證加工質量和存放安全，同時盡量降低施工成本。

1.6 索夾位置及吊桿長度計算及其影響因素分析

主纜架設和緊纜完成后，成橋空纜線性成型。如何精確確定索夾位置和吊桿長度是確保鋼箱梁架設完成后的線形與設計成橋線形吻合的關鍵。可以利用midas和bnlas軟件進行索夾位置和吊桿長度計算分析，開展進行索夾位置和吊桿長度計算關鍵問題研究。

1.7 纜索吊裝施工關鍵技術研究

地錨式懸索橋施工過程中，加勁梁的吊裝是施工的關鍵工序，吊運加勁梁的設備成為施工的關鍵設備。報告中對纜索吊機安裝工藝、鋼箱梁吊裝施工工藝及相關關鍵環節的注意事項進行了研究。

2 高原山區大跨徑懸索橋施工面臨的難題

2.1 自然條件惡劣

地處中國的西南腹地的云貴高原西高東低，山多水多凍雨多，山區山高谷深，氣壓梯度和大溫差易引發強風氣象，地形復雜使得風向多變。在橋梁建設工程中，凍雨、強風、大溫差等特殊條件下橋梁施工難度更為復雜。

2.2 現有基礎條件差

高原山區新建高速公路，往往遠離城市，現有交通基礎設施薄弱，地形地貌以高山深谷為主。現有交通一般以依山而建的縣道為主，從縣道到大橋施工現場往往需要跟隨山勢修建較遠距離的施工便道，這些便道往往坡陡彎急。以往在平原或大江大河沿岸建廠，在廠內生產拼裝加勁梁節段后整體通過車輛運輸或浮運到達現場進行的吊裝的生產組織條件難心實現，只能在現場就近建設廠房加工加勁梁節段后就近運輸至橋址吊裝。山區一般是開山平地修建廠房，受地形和成本限制，大型設備和先進機具難以展開，故廠房面積一般不會太大，流水施工的效率難以大規模展開，一般只有一到兩個臺架，所以工期一定的情況下，勢必要求施工速度加快，這樣就會引起鋼箱加勁梁質量控制難度增加。

2.3 施工人員素質影響施工質量

國內目前的橋梁建設過程中，主要施工力量是農民工，農民工數量龐大，這是我們國家的天然優勢，在人力資源成本較低的情況下可以實現快速施工，縮短工期。但同時也存在一些問題，一方面大多數農民工來自欠發達地區，未經過系統的學習和專業的培訓，雖然可以勝任普通工程施工工藝，但是對于像懸索橋這樣的復雜結構，由于專業知識不足，對施工工藝及要求難以準確把握；另一方面由于專業素質所限，工人對設計意圖及其重要性認識不足，在施工過程中對于施工工藝要求和控制精度的不能引起重視，這樣施工過程中的質量控制難度大大增加。

2.4 懸索橋結構復雜，施工精度要求高

懸索橋雖然具有超強的跨越能力和優美結構造型，主要由錨碇，主塔，加勁梁，主纜、吊桿等五大類構件組成，構件類型繁多且數量龐大，施工的各個環節專業化程度極高，各種構件都需要制定專門的施工工藝、專項施工方案；由于構件數量龐大，構件初始安裝偏差累積效應顯著，故對構件安裝的精度更高。

3 應該采取的措施

針對高原山區的特殊氣候特征，在橋梁施工前應對橋位的多年氣象記錄進行深入調研，提前掌握每年惡劣氣相特征、發生的時間和持續時間及類型，提前做好施工預案及施工保障措施。

針對現場薄弱的交通條件和施工環境，應提交做好施工場地選址工作，對現場自然環境、場地進行充分調研的基礎上，可以采取施工現場、項目部分離設置，加工廠分散布置等措施，拓展現場廠房所需面積；同時要加大對施工便道的預算投入，改善交通運輸條件。

針對施工難度大，專業化程度高的施工環節，要對現場施工人員采取精確到人的專業培訓和交底，讓施工人員充分了解施工的難點、要點。現場各個環節要落實技術人員的崗位責任，加強現場施工的監督和檢查力度。

由于大跨徑懸索橋結構復雜施工難度大，在開始施工前應該設立專項資金通過招標等方式聘請專業的橋梁施工控制團隊對施工現場的質量和建造流程進行監督并發布后續工作指令，通過項目部、監理、專業施工控制團隊三方的共同努力確保施工結果達到預期目標

4 結 論

施工過程是把設計變為現實，高原山區修建大跨徑懸索橋，自然地理環境惡劣，人員素質不足，橋梁結構復雜，導致施工難度明顯高于平原地區。但是建設工程項目，尤其是大跨徑懸索橋，投入成本巨大，必須一次建設成功，不具備推倒重來的可能性。所以一定要做好事前和事中控制，如若待到施工結束后出現問題影響到橋梁的安全性或正常運營，維修加固甚至返修費用往往非常高昂，得不償失。施工前做好與自然環境調研、現場合理規劃和準備充足的場地前期投入、加強人員專業知識培訓或聘請專業有經驗的人員隊伍，制定各類詳細的施工預案，才能確保建設目標順利完成。